Порядок выполнения работы

1. Выбрать температуру нагрева для закалки и нормализации по диа­грамме железо-цементит.

2. Определить время нагрева - τ_Н выдержки - τ_В и общее время -. τ_О

3. Включить печь и разогреть ее до температуры нагрева.

4. Определить твердость по Роквеллу исходного образца.

5. Поместить в печь три образца и нагреть их в течение общего времени.

6. Вынуть образцы и закалить один в воде, второй в масле. Третьему образцу произвести нормализацию, т е. охладить его на воздухе

7. Измерить твердость у закаленных образцов по шкале “С”, а у об­разца после нормализации - по шкале “В”

8. Полученные результаты свести в табл. 4.

Таблица 4

№ п/п	Состояние образца	Твердость по Роквеллу	Приведенная твердость по Бринеллю
1	Исходный
2	После нормализации
3	После закалки в масле
4	После закалки в воде

Содержание отчета

В отчет необходимо включить: наименование работы, цель работы, отразить сущность термической обработки и кратко изложить основные ее виды, их сущность и назначение; представить таблицу твердости образцов и вычертить график твердости в зависимости от состояния образца в коор­динатах “твердость- образец” (рис. 3).

Рисунок 3 - Изменение твердости в зависимости от различных видов термообработки.

Контрольные вопросы

1. Какие основные факторы влияют на термическую обработку?

2. Что называется простой и сложной термообработкой?

3. Что такое первичная и вторичная термообработка?

4. Какая структура получается при нагреве стали выше температур Ac₃ и Аст?

5. Какая структура стали между температурами Ac₃ и Ас₁?

6. Как влияет величина кристаллического зерна на свойства стали?

7. Какие факторы влияют на величину зерна аустенита?

8. Как влияет на образование структуры скорость охлаждения аустенита?

9. Что такое сорбит закалки и при каких условиях эта структура получается?

10. Что такое троостит закалки и при каких условиях эта структура получается?

11. Что такое мартенсит и при каких условиях эта структура получается?

12. Какие нагревательные печи применяются для термообработки⁹

13. Как выбираются температуры нагрева для различного вида термообработки: отжига, закалки, отпуска?

14. Как определить время нагрева и выдержки при закалке стали?

15. Какие среды охлаждения применяются при закалке и в каких средах?

16. Какие изделия подвергаются рекристаллизационному отжигу и после какой обработки?

17. Какие изделия подвергаются диффузионному отжигу ?

18. Какие изделия подвергаются полному отжигу?

19. Для чего применяется неполный отжиг?

20. Для чего применяется изотермический отжиг?

21. Для чего применяется нормализация⁷

22. Какими способами можно получить структуры отпущенного мартенсита, отпущенного троостита, отпущенного сорбита?

23. Какие детали подвергаются низкому отпуску?

24. Какие детали подвергаются среднему отпуску?

25. Какие детали подвергаются высокому отпуску?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ЦЕМЕНТАЦИЯ СТАЛЕЙ В ТВЕРДОМ КАРБЮРИЗАТОРЕ

Цель работы: освоить теоретическую сущность цементации и нау­читься практически производить ее в твердом карбюризаторе.

ЗАДАНИЕ

1. Изучить теоретические основы цементации сталей и ее практиче­ское значение.

2. Изучить технологию цементации сталей в твердом карбюризаторе и осуществить ее на образцах.

3. Произвести закалку и отпуск после цементации.

4. Изучить изменение твердости после цементации, закалки и отпуска.

Теоретические сведения

Цементацией называется химико-термический процесс насыщения углеродом поверхностей низкоуглеродистых, нелегированных и легирован­ных сталей. Основной целью цементации является получение высокой по­верхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности, которая обеспечивается за счет вязкой сердцевины. Это достигается тем, что насы­щенный углеродом поверхностный слой малоуглеродистых сталей приобре­тает эвтектоидную или заэвтектоидную структуру с содержанием углерода 0,8-1,0%, которая после закалки переходит в мартенситную, а после низкого отпуска в структуру отпущенного мартенсита. Сердцевина цементованных сталей имеет ферритно-перлитную структуру.

Для цементации применяются стали с содержанием углерода от 0,08 до 0,25%. Толщина цементованного слоя обычно находится в пределах 0,1- 2,0 мм. Малые толщины относятся к мелким, а большие - к крупным дета­лям.

Для цементации в практике широко используются низкоуглеродистые качественные конструкционные стали 08, 10, 15, 20.

Из легированных сталей для цементации широко применяются стали 15Х, 20Х, 20ХГ, 12ХНЗА, 20Х2Н4А и др. Легированные стали 12ХН3А и 20Х2Н4А широко применяются для изготовления тяжело нагруженных де­талей: валов, осей, зубчатых колес, кулачков, шарниров и др.

В зависимости от состояния насыщенной среды различается цемента­ция твердая, газовая и жидкая.